CN104378926B - PoP芯片整合治具及其使用方法 - Google Patents

PoP芯片整合治具及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种PoP芯片整合治具及其使用方法，该PoP芯片整合治具包括上托盘、下托盘和助焊剂印刷片，下托盘上设有至少一个下镂空区，用于放置下部芯片，助焊剂印刷片上设有与下镂空区对应的助焊剂印刷区，上托盘上设有与下镂空区对应的上镂空区，用于放置上部芯片，下镂空区的内壁上设有台阶面，用于支撑下部芯片。该使用方法主要包括：将下部芯片放入台阶面上，将助焊剂印刷片放置于下托盘上；均匀涂抹助焊剂；将上托盘放置于下托盘上；将上部芯片放入上镂空区；加热贴合后，取出贴合后的上部芯片和下部芯片。本发明结构简单、可以代替现有技术中价格昂贵的PoP转印装置，节约了成本，其使用方法简单方便、大大提高了工作效率。

Description

PoP芯片整合治具及其使用方法
技术领域
本发明特别涉及一种PoP芯片整合治具及其使用方法。
背景技术
目前SMT（表面组装技术）行业已发展到鼎盛时期，各种SMT工艺层出不穷，PoP（叠层封装）工艺也已大量运用在手机制造生产过程中。目前现有技术中有两种：
（1）、将一个下部芯片使用贴片机贴装到主板指定位置，再通过回流炉加热后焊接至主板上，对于贴片好下部芯片的主板上缺少上部芯片，需要维修人员手动将上部芯片涂抹上助焊剂，放置在下部芯片上方（需要与下部芯片完全对齐），用热风枪手动加热后使上部芯片底部的焊点与下部芯片上表面的焊点焊接在一起。
（2）、使用专用的PoP转印装置（Feeder）进行贴片和焊接：将PCB（印刷电路板）印刷后，将一个下部芯片使用贴片机贴装到主板指定位置后，再将上部芯片底部焊点加上助焊剂后，贴装在下部芯片的上方，经过回流炉加热后两个芯片焊接到一起。由于其要求两个芯片贴装在一起，必须需要PoP专用转印装置才能实现，其中PoP转印装置由于价格昂贵，给制造成本带来很大的负担。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中上、下部芯片焊接不准、工作效率低、而采用PoP转印装置价格昂贵等缺陷，提供一种PoP芯片整合治具及其使用方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种PoP芯片整合治具，其特点在于，其包括一上托盘、一下托盘和一助焊剂印刷片，所述下托盘上设有至少一个下镂空区，用于放置一下部芯片，所述助焊剂印刷片上设有与所述下镂空区对应的助焊剂印刷区，所述上托盘上设有与所述下镂空区对应的上镂空区，用于放置上部芯片，所述下镂空区的内壁上设有台阶面，用于支撑所述下部芯片。
较佳地，所述下托盘的顶面设有至少两个定位柱，所述助焊剂印刷片上设有与所述定位柱对应的第一通孔，所述上托盘上设有与所述定位柱对应的第二通孔。这样助焊剂印刷片就可以通过通孔准确、有效地与下托盘适配，使得其上的助焊剂印刷区对应于下托盘的下镂空区。同样地，上托盘也可以通过通孔准确、有效地与下托盘适配，使得其上的上镂空区对应于下托盘的下镂空区。
较佳地，所述下镂空区的内壁上还设有至少一取料孔。这样在上、下部球栅阵列结构芯片焊接后，可以用取料器很方便地通过取料孔将上、下部球栅阵列结构芯片取出，避免物料损坏并能有效地防止静电。
较佳地，所述PoP芯片整合治具还包括一助焊剂刮片，用于均匀涂抹助焊剂。这样在将助焊剂印刷片放置在下托盘上后，可以通过该助焊剂刮片将助焊剂均匀地涂抹在下部球栅阵列结构芯片的上表面。
较佳地，所述下镂空区的尺寸大于等于所述下部芯片底部的焊球阵列的尺寸。这样，下部球栅阵列结构芯片底部的边缘可以支撑在上述的台阶面上，保证在涂抹助焊剂以及在上、下部球栅阵列结构芯片贴合时，下部球栅阵列结构芯片不会脱落，而下部球栅阵列结构芯片底部的焊球阵列则处于镂空区内，从而有效地保护下部球栅阵列结构芯片在贴合加热或在运输过程中不会损坏。
较佳地，所述上托盘与所述下托盘的高度和小于等于10毫米。这样可以防止该PoP芯片整合治具散热不好而导致上、下部球栅阵列结构芯片焊接不良。
较佳地，所述助焊剂印刷片的厚度为0.1-0.2毫米。
较佳地，所述下部芯片为下部球栅阵列结构芯片，所述上部芯片为上部球栅阵列结构芯片。
本发明还提供一种上述的PoP芯片整合治具的使用方法，其特点在于，其包括如下步骤：
S1：将所述下部芯片放入所述台阶面上，并确保所述下部芯片的极性点方向一致；
S2：将所述助焊剂印刷片放置于所述下托盘上；
S3：均匀涂抹助焊剂；
S4：移除所述助焊剂印刷片；
S5：将所述上托盘放置于所述下托盘上；
S6：将所述上部芯片放入所述上镂空区，并确保所述上部芯片的极性点方向一致；
S7：将所述PoP芯片整合治具与所述上部芯片、所述下部芯片一起放在一芯片加热台或回流炉中加热后完成芯片贴合操作；
S8：移除所述上托盘，取出贴合后的所述上部芯片和所述下部芯片。
较佳地，所述下托盘的顶面设有至少两个定位柱，所述助焊剂印刷片上设有与所述定位柱对应的第一通孔，所述上托盘上设有与所述定位柱对应的第二通孔，所述使用方法的步骤S2为：通过将所述第一通孔套设于所述定位柱，从而将所述助焊剂印刷片放置于所述下托盘上；所述使用方法的步骤S5为：通过将所述第二通孔套设于所述定位柱，从而将所述上托盘放置于所述下托盘上。
较佳地，所述下镂空区的内壁上还设有至少一取料孔，所述使用方法的步骤S8为：移除所述上托盘，通过所述取料孔取出贴合后的所述上部芯片和所述下部芯片。
较佳地，所述PoP芯片整合治具还包括一助焊剂刮片，用于均匀涂抹助焊剂，所述步骤S3为：使用所述助焊剂刮片自上向下或自左向右将助焊剂均匀涂抹在所述助焊剂印刷片的助焊剂印刷区内。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的一种PoP芯片整合治具，结构简单、可以代替现有技术中价格昂贵的PoP转印装置，节约了成本，该PoP芯片整合治具的使用方法简单方便、大大提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的PoP芯片整合治具的结构示意图。
图2为本发明较佳实施例的下托盘顶面的平面示意图。
图3为本发明较佳实施例的上、下球栅阵列结构芯片贴合后的侧视平面示意图。
图4为本发明较佳实施例的下球栅阵列结构芯片底面的平面示意图。
图5为本发明较佳实施例的助焊剂刮片的平面示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
如图1-5所示，本发明提供一种PoP芯片整合治具，其包括一上托盘1、一下托盘2和一助焊剂印刷片3，下托盘2上设有六个下镂空区21（实际数量根据具体工艺要求而设定），用于放置六片下部球栅阵列结构芯片4，助焊剂印刷片3上设有与下镂空区21对应的助焊剂印刷区31，上托盘1上设有与下镂空区21对应的上镂空区11，用于放置六片上部球栅阵列结构芯片5，下镂空区21的内壁上设有台阶面22，用于支撑下部球栅阵列结构芯片4。
下托盘2的顶面设有两个定位柱23（大于等于两个定位柱均可以满足定位和连接需求），助焊剂印刷片3上设有与定位柱23对应的通孔32，上托盘1上同样设有与定位柱23对应的通孔12。这样助焊剂印刷片3就可以通过通孔32准确、有效地与下托盘2适配，使得其上的助焊剂印刷区31对应于下托盘2的下镂空区21。同样地，上托盘1也可以通过通孔12准确、有效地与下托盘2适配，使得其上的上镂空区11对应于下托盘2的下镂空区21。
由于本实施例中采用的是方形的球栅阵列结构芯片，所以下镂空区21和上镂空区11皆为方形，下镂空区21的内壁上，或者具体地，是在内壁上的四条棱上分别设有一个取料孔24。这样在上、下部球栅阵列结构芯片焊接后，可以用取料器很方便地通过取料孔24将上、下部球栅阵列结构芯片取出，避免物料损坏并能有效地防止静电。
下镂空区21的尺寸大于等于下部球栅阵列结构芯片4底部的焊球阵列41的尺寸，这样，下部球栅阵列结构芯片4底部的边缘42可以支撑在上述的台阶面22上，保证在涂抹助焊剂以及在上、下部球栅阵列结构芯片贴合时，下部球栅阵列结构芯片4不会脱落，而下部球栅阵列结构芯片4底部的焊球阵列41则处于下镂空区21内，从而有效地保护下部球栅阵列结构芯片4在贴合加热或在运输过程中不会损坏。
总的来说，下托盘2的主要用途是固定下部球栅阵列结构芯片4，保证在上、下部球栅阵列结构芯片叠装贴合时，经过加热下部球栅阵列结构芯片4底部的焊球不会损坏，并连接助焊剂印刷片3和上托盘1。上托盘1的用途是将上部球栅阵列结构芯片5准确无误地放置在下部球栅阵列结构芯片4上方，并防止外界原因导致芯片在加热时偏移。
上托盘1与下托盘2的高度和小于等于10毫米，这样可以防止该PoP芯片整合治具散热不好而导致上、下部球栅阵列结构芯片焊接不良。
该PoP芯片整合治具还可以包括一助焊剂刮片6，这样在将助焊剂印刷片3放置在下托盘2上后，可以通过该助焊剂刮片6将助焊剂均匀地涂抹在下部球栅阵列结构芯片4的上表面。
助焊剂印刷片3的厚度为0.1-0.2毫米，具体可根据生产工艺要求而设定。
此外，该PoP芯片整合治具还需满足其他一些设计要求，PoP芯片整合治具的材料要求是能耐高温，是非金属材质，而且是非导电材质。上、下镂空区的孔径误差不可超过0.1毫米，并要与提供的芯片尺寸一致。制作过程中做工要精细，防止表面粗糙。助焊剂印刷片3则需要保证在同一水平面。
下面对该PoP芯片整合治具的使用方法做具体的描述：
（1）、取下部球栅阵列结构芯片4放入下托盘2的下镂空区21的台阶面22上；
（2）、检查芯片是否放置到位，如未放置到位需要重新放置；
（3）、重复步骤（1）至（2），将下托盘2放满，放置时需要保证下部球栅阵列结构芯片4极性点方向统一；
（4）、检查（3）中所有下部球栅阵列结构芯片4的极性方向是否一致，如不一致需要取出，更改为一致；
（5）、将助焊剂印刷片3通过通孔32和下托盘2的定位柱23定位，准确的放置在下托盘2上；
（6）、将助焊剂放置在助焊剂印刷片3上；
（7）、使用助焊剂刮片6的平面自上向下或自左向右将助焊剂刮入助焊剂印刷片3中的助焊剂印刷区31内；
（8）、取出助焊剂印刷片3，将上托盘1通过通孔12和下托盘2的定位柱23定位，准确地放置在下托盘2上；
（9）、将上部球栅阵列结构芯片5放入上托盘1的上镂空区11内；
（10）、检查芯片是否放置到位，如未放置到位需要重新放置；
（11）、重复步骤（9）至（10）将上托盘1放满，放置时需要保证上部球栅阵列结构芯片5极性点方向统一；
（12）、将放有上、下部球栅阵列结构芯片的的上、下托盘放在芯片加热台或回流炉中加热后完成芯片贴合工作；
（13）、取出上托盘1，使用取料器将贴合后的上、下部球栅阵列结构芯片从下托盘2中的取料孔24取出。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种PoP芯片整合治具的使用方法，其特征在于，所述PoP芯片整合治具包括一上托盘、一下托盘和一助焊剂印刷片，所述下托盘上设有至少一个下镂空区，用于放置一下部芯片，所述助焊剂印刷片上设有与所述下镂空区对应的助焊剂印刷区，所述上托盘上设有与所述下镂空区对应的上镂空区，用于放置上部芯片，所述下镂空区的内壁上设有台阶面，用于支撑所述下部芯片；所述使用方法包括如下步骤：
S1：将所述下部芯片放入所述台阶面上，并确保所述下部芯片的极性点方向一致；
S2：将所述助焊剂印刷片放置于所述下托盘上；
S3：均匀涂抹助焊剂；
S4：移除所述助焊剂印刷片；
S5：将所述上托盘放置于所述下托盘上；
S6：将所述上部芯片放入所述上镂空区，并确保所述上部芯片的极性点方向一致；
S7：将所述PoP芯片整合治具与所述上部芯片、所述下部芯片一起放在一芯片加热台或回流炉中加热后完成芯片贴合操作；
S8：移除所述上托盘，取出贴合后的所述上部芯片和所述下部芯片。
2.如权利要求1所述的PoP芯片整合治具的使用方法，其特征在于，所述下托盘的顶面设有至少两个定位柱，所述助焊剂印刷片上设有与所述定位柱对应的第一通孔，所述上托盘上设有与所述定位柱对应的第二通孔，所述使用方法的步骤S2为：通过将所述第一通孔套设于所述定位柱，从而将所述助焊剂印刷片放置于所述下托盘上；所述使用方法的步骤S5为：通过将所述第二通孔套设于所述定位柱，从而将所述上托盘放置于所述下托盘上。
3.如权利要求1所述的PoP芯片整合治具的使用方法，其特征在于，所述下镂空区的内壁上还设有至少一取料孔，所述使用方法的步骤S8为：移除所述上托盘，通过所述取料孔取出贴合后的所述上部芯片和所述下部芯片。
4.如权利要求1所述的PoP芯片整合治具的使用方法，其特征在于，所述PoP芯片整合治具还包括一助焊剂刮片，用于均匀涂抹助焊剂，所述步骤S3为：使用所述助焊剂刮片自上向下或自左向右将助焊剂均匀涂抹在所述助焊剂印刷片的助焊剂印刷区内。
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